目前,河北省耕地主要存在农田耕层浅薄和土壤容重较高两大问题,已成为阻碍提高作物单产的主要因素。如何改善耕地质量以此提高作物产量成为亟需解决的重要问题。本文通过对河北省低平原宁晋、辛集两县小麦-玉米轮作农田进行实地调研,明确耕层土壤现存问题带来的土壤理化性质及产量的变化,对此设计改良调控技术方案:小麦季为100%推荐配方肥（CK）、80%推荐配方肥（DF）、80%推荐配方肥+20%生物有机肥替代（DF+1）、80%推荐配方肥+20%生物有机肥替代+生物炭（DF+2）和80%推荐配方肥+20%生物有机肥替代+生物炭+土壤结构调理剂（DF+3）5个处理;后茬玉米主要在小麦季基础上进行平播（NN）和深松（SS）耕作方式的研究,明确不同调控技术对土壤理化性质和产量的影响,探寻较好改良耕层土壤理化性质和提高作物产量的技术。主要研究结果如下:（1）宁晋耕层在12.50²2.00 cm之间,91.67%农田耕层厚度<20 cm,耕层较浅;辛集耕层在17.00²7.50 cm,25.00%农田耕层厚度<20 cm,绝大多数农田耕层厚度较适合作物生长。两县耕层土壤容重较大,均大于1.33 g/cm³,土壤团聚结构较好但水稳性较差,干筛MWD值在4.19⁵.09 mm之间,湿筛MWD值在0.39⁰.99 mm之间,E_LT在63.03%⁷9.26%之间。从农田土壤养分上看,速效钾和有效磷含量能够供给作物正常生长,土壤有机质、硝态氮含量偏低,不足作物生长所需。（2）耕层厚度与小麦、玉米总产量呈极显著正相关关系。宁晋耕层厚度为0¹5 cm和>15 cm农田总产量分别在16.09¹6.39 t/hm²和16.96¹7.13 t/hm²之间;辛集耕层厚度为0²0 cm和>20 cm农田总产量分别在16.19¹7.22 t/hm²和16.82¹8.60 t/hm²之间。宁晋耕层>15 cm深松耕作田比传统田增产了1.00%,比耕层0¹5cm深松田增产了4.51%;辛集耕层>20cm深松耕作田则较传统田和耕层0²0 cm深松田分别增产了10.58%和8.01%。土壤容重、有机质、速效钾、干筛和湿筛的>0.25 mm团聚体含量、MWD、GMD、D值等土壤指标与总产量也呈显著相关。（3）不同调控技术有利于提高小麦、玉米总产量。与CK（100%配方肥）相比,DF+1、DF+2和DF+3四个处理冬小麦分别增产了4.23%、7.04%和10.33%,总体表现为DF+3>DF+2>DF+1>CK>DF;夏玉米产量各处理深松耕作比平播耕作增产0.29%⁴.25%。从总产量上看,DF+3+SS处理比其他处理增产0.11%¹5.85%,各处理深松耕作比平播耕作增产0.17%³.35%。（4）生物有机肥、生物炭和土壤结构调理剂的添加有利于提高土壤有机质、硝态氮、速效钾和有效磷的含量,小麦生育期整体表现为DF+3>DF+2>DF+1>CK>DF的趋势。玉米季,耕作方式对土壤有机质、速效钾含量影响不显著,硝态氮含量在灌浆期和成熟期出现深松耕作略高于平播的趋势,有效磷含量深松耕作显著低于平播。小麦成熟期,DF+3与CK处理相比,土壤有机质、速效钾和有效磷的含量分别提高了28.20%、6.37%、92.16%;玉米季DF+3+SS处理土壤硝态氮和速效钾含量比DF+3+NN处理分别提高了42.50%和8.20%。（5）不同调控技术有利于降低土壤容重,提高土壤颗粒的团聚效果,增强土壤团聚体结构稳定性。DF+3处理改善效果最显著,土壤容重小麦成熟期DF+3处理显著低于其他处理6.15%¹0.29%;干筛MWD比CK处理显著增加了16.35%,E_LT显著降低了26.16%。玉米成熟期,各处理深松耕作与平播耕作相比,土壤容重下降了0.72%².72%,干筛MWD值DF+3+SS比DF+3+NN增加了8.20%,而E_LT值则显著降低了22.81%。（6）进行生物有机肥替代和深松耕作有利于提高土壤微生物量碳和氮的含量,配施生物炭降低了土壤微生物碳含量,对土壤微生物氮没有影响,配施土壤结构调理剂降低了土壤微生物氮含量,微生物碳含量无显著变化。小麦季,DF+1、DF+2处理土壤微生物氮显著高于其他处理,比CK提高了26.99%、19.03%;玉米季各处理深松耕作与平播耕作相比,土壤微生物碳增幅在0.64%²1.88%之间,土壤微生物氮增幅为8.28%²3.50%。综上,深松耕作能有效改善土壤耕层浅薄、降低土壤容重的问题;生物有机肥、生物炭、土壤结构调理剂,能有效提升土壤养分,降低土壤容重,改善土壤团粒结构,提高土壤保肥、保水的能力。小麦季使用生物有机肥替代20%配方肥并配施生物炭和结构调理剂,玉米季进行深松耕作是值得推广的新型田间调控技术。